JP2000199803A

JP2000199803A - 液晶表示装置用マイクロレンズ基板

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Publication number: JP2000199803A
Application number: JP10321945A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Kitamura; 智史北村; Tadashi Ishimatsu; 忠石松; Osamu Koga; 修古賀
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2000-07-18
Anticipated expiration: 2018-11-12
Also published as: JP4329141B2

Abstract

(57)【要約】【課題】マイクロレンズの平面視での形状を正方形状ま
たは矩形状としても、レンズのコーナー部での集光性の
低下のない光効率の高い液晶表示装置用マイクロレンズ
基板を提供する。【解決手段】透明基板上に少なくとも、複数のマイクロ
レンズと接着剤層と透明薄板と電極パターンとが順次配
設され、別途作成された所定の電極パターンを有する対
向基板とで液晶物質を挟持する液晶表示装置用マイクロ
レンズ基板において、平面視で略四角形としたマイクロ
レンズを１画素領域当たり１個配設し、かつ、各マイク
ロレンズの中心領域に開口部を形成したことを特徴とす
る液晶表示装置用マイクロレンズ基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明基板上に複数
のマイクロレンズが形成されたマイクロレンズ基板に係
わり、中でも特に、液晶プロジェクション装置等の液晶
表示装置に用いられる液晶表示装置用マイクロレンズ基
板に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、一般に、偏光膜と透明
電極が各々配設された対向する一対の基板と、これら基
板間に封入された液晶物質とでその主要部が構成されて
いる。また、カラー画像を表示するカラー液晶表示装置
にあっては、上記一対とした基板のいずれか一方に偏光
を着色するためのカラーフィルター層を設けている。

【０００３】画面表示を行なう際、対向する透明電極間
に電圧を印加することにより電極基板間に封入された液
晶物質の配向状態を変化させて、この液晶物質を透過す
る光の偏光面を制御すると共に、偏光フィルムによりそ
の透過、不透過を制御している。なお、以下の記述で画
素部とは、挟持した液晶へ電圧を印加し、液晶の配向状
態を変化させる部位（すなわち、光の透過、不透過が制
御される部位であり、通常は、対向した電極が平面視で
重なる部位）を示し、非画素部は、各画素部間の領域を
示す。

【０００４】また、上記一対とした基板の少なくとも一
方の基板には、ブラックマトリクスと呼称される、各画
素部に対向する部位に光透過用の開口を形成した遮光層
を配設することが一般的となっている。ブラックマトリ
クスは画素部の外周領域の不要な光を遮光することで、
画面表示のコントラストを向上させるものであり、さら
には、液晶表示素子への配線や液晶駆動用の電極等を遮
光部にて保護する役目を持たせる場合もある。

【０００５】液晶表示装置の種類として液晶表示画像を
スクリーン上に拡大投影するプロジェクションテレビ
や、データプロジェクション等の液晶プロジェクション
装置が知られている。液晶プロジェクション装置におい
ては、内蔵式の光源（ライト）を配置し、内蔵式の光源
より照射された光線を液晶パネル（上記液晶を挟持した
一対の基板）に入射し表示画面を得る方式が広く普及し
ている。

【０００６】近年、画像表示装置では、表示画像を高精
細化する要求が高まっており、この要求は液晶表示装置
においても高まっている。周知のように、高精細な画像
を得るためには、画素数を増やすことが必要である。し
かるに、高精細な画像を得るために液晶プロジェクショ
ン装置の画素数を増やした場合、表示画像が暗くなり、
表示される画像の品位が低下するという問題が生じてい
たものである。

【０００７】なぜならば、液晶プロジェクション装置を
構成する上記一対とした基板の大きさは、内蔵式光源の
出力効率上、対角０．９〜１．３インチ程度のものが一
般的に用いられている。基板の大きさが決まっているた
め、基板に形成する画素数を増やした場合、画素間のピ
ッチは狭まることになる。さらに、液晶表示素子の配線
や液晶駆動用電極にはある程度の領域が必要であり、そ
のためそれらを保護するために形成されるブラックマト
リクスの遮光部領域の大きさは、たとえ画素数が増えた
としても小さくすることができず、従来と同じ程度の大
きさとせざるをえない。

【０００８】そのため、画素数が増え画素間のピッチが
狭まると、ブラックマトリクスに形成する個々の開口の
面積を狭くせざるをえない。すなわち、ブラックマトリ
クスの開口率を小さくせざるをえないといえる。液晶プ
ロジェクション装置の画素数を増やしブラックマトリク
スの開口率が小さくなると、開口を通過する光量が減
り、表示画像が暗くなり、表示される画像の品位が低下
することになる。

【０００９】この様な、ブラックマトリクスの開口率が
小さくなることで生じる画像品位の低下を防止する手段
として、液晶素子の片面にマイクロレンズを配設するこ
とが知られている。マイクロレンズを配設することで、
従来ブラックマトリクスの遮光部で遮られていた光をマ
イクロレンズにより画素領域（ブラックマトリクスの開
口領域）に集光することが可能となり、光の利用効率を
上げ、明るい画像表示とすることができる。

【００１０】なお、マイクロレンズの形成方法として、
以下に記す方法等が知られている。すなわち、ガラス基
板に所定の開口パターンを形成した金属マスクを被せ、
このガラス基板を特定の処理液に浸漬して、金属マスク
より露出したガラス基板部位の屈折率をレンズ状に変化
させレンズパターンとするガラス拡散法であり、また、
ガラス基板を直接エッチングしレンズパターンを得るウ
ェットエッチング法である。また、ガラス上に所定の形
状としたレジストパターンもしくは金属膜パターンを設
け、ガラスを直接ドライエッチしてレンズパターンを得
るガラスドライエッチング法や、ガラス上に所定の形状
としたレジストパターンを形成した後に加熱を行い、溶
融したレジストパターンの表面張力によりレジストパタ
ーンをレンズ化する熱フロー法、ガラス上に透明樹脂を
形成した後に金型等で圧着し、さらに熱硬化させてレン
ズとするスタンパ法等も知られている。

【００１１】マイクロレンズの平面形状としては、液晶
素子の配線形態等の関係上、略四角形状もしくは略六角
形状に形成されることが多いが、特に、略四角形状とす
ることが一般的といえる。マイクロレンズの平面形状を
図５（ａ）に示すように略四角形状とした場合、対角方
向の距離ａと短辺方向の距離ｂが異なることになる。こ
のため、図４に示すように曲率に差が生じ、ひいては焦
点距離が異なることとなる（図４は、図５（ａ）のマイ
クロレンズの対角方向ａと短辺方向ｂでのマイクロレン
ズの断面を示している）。すなわち、マイクロレンズの
平面形状を略四角形状とすると収差が大きくなるとい
え、マイクロレンズのコーナー部での集光性が低下し、
レンズ効率が落ちるという不具合が生じるといえる。

【００１２】ここで、レンズの集光性はレンズの曲率で
決まる。また、基板上にマイクロレンズを形成した後
に、平坦化を行う、または、マイクロレンズの焦点距離
の調節を行なう等で、接着剤を介してマイクロレンズ上
に透明薄板を貼り付けを行うことが多いが、その場合に
は、レンズと接着剤との屈折率差も集光性に関係するこ
とになる。レンズの曲率は、各レンズ間のピッチとレン
ズの高さとで決まるため、レンズの集光性を上げるため
レンズの曲率を大きくしようとしても、液晶パネルの厚
みの制約等、曲率の増加には限界があるといえる。ま
た、レンズと接着剤との屈折率差が大きい程レンズの集
光性が上がるといえ、レンズの材質として屈折率１．６
５程度、接着剤の材質として屈折率１．３５程度のもの
が市販され用いられている。しかし、一般的に、レンズ
材の価格は高屈折率になるほど高価となり、また、接着
剤においても低屈折率となるほど高価になる。このた
め、レンズの集光性を上げるため、より高屈折率のレン
ズ材および低屈折率の接着剤を用いようとすると、非常
に高価なものとなり生産コスト上不利なものとなる。ま
た、屈折率１．５以下の低屈折率の接着剤にはフッ素を
多く含有しているものが多く、フッ素の含有量が多い程
接着性が低下するものである。このため、フッ素を多く
含有する低屈折率の接着剤を用いた場合、液晶表示装置
の製造工程で行われる加熱処理（２００℃程度）で、接
着性の低下により歪みや接着剤界面での剥離等が生じ、
液晶表示装置の信頼性を低下させる要因となる。

【００１３】さらに、マイクロレンズを形成した液晶パ
ネルを組み込んだ液晶プロジェクター等の投影型画像表
示装置では、内蔵式の光源（ライト）としてメタルハラ
イドランプ、ＵＨＰランプ等の強力なランプを用い、拡
大投影した画像表示を行なうことが多い。このため、液
晶パネルとしては、光源より照射される強力な光への高
い耐光性が要求される。上述したようにマイクロレンズ
の形成方法として種々のものがあげられるが、複雑な製
造装置を必要とせず製造コストが比較的安価にすむ、有
機系樹脂を用いてマイクロレンズを形成する方法が多く
用いられている。しかるに、マイクロレンズを有機系樹
脂で形成すると、強力な光源からの照射光によりマイク
ロレンズが経時変化により着色する等の劣化を生じ、液
晶パネルの信頼性を低下させるという問題が生じること
になる。

【００１４】有機系樹脂からなるマイクロレンズの厚み
を薄くすれば、光源からの光によるマイクロレンズの劣
化を防止でき耐光性が向上するといえ、液晶パネルの信
頼性が上がることになる。しかし、マイクロレンズの厚
みを薄くするとマイクロレンズの集光角が小さくなる
（焦点距離が長くなる）ことで集光性が低下し、明るい
画像表示が困難となる。この点につき以下に説明する。
仮に、図７中に示すマイクロレンズ73の曲率がｒ₁であ
り、集光角がＷ₁であったとする（マイクロレンズ73の
平面形状は略四角形とする）。次いで図７中には、マイ
クロレンズ73と同一の平面視形状としつつマイクロレン
ズ73より厚みを薄くしたマイクロレンズ83を合わせて記
している。マイクロレンズ83は曲率がｒ ₂であり、集光
角をＷ₂とする。図７に示すように、曲率ｒ₂が曲率ｒ
₁より大きくなったことで、マイクロレンズ83の集光角
Ｗ₂はマイクロレンズ73の集光角Ｗ₁より小さくなり、
マイクロレンズ83の焦点距離はマイクロレンズ73の焦点
距離より長くなる。このため、マイクロレンズ73で集光
された光はブラックマトリクス77の開口78を通過できた
としても、マイクロレンズ83で集光された光の一部はブ
ラックマトリクス77の遮光部で遮られ通過できなくなる
ことになる。すなわち、マイクロレンズの厚みを薄くす
ると光の一部がブラックマトリクで遮られ集光性が低下
することになり、明るい画像表示が困難となる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題に鑑みなされたものであり、その課題とするとこ
ろは、マイクロレンズの平面視での形状を正方形状また
は矩形状としても、集光性の低下がなく光効率の高い、
また、耐久性が高く信頼性の高い液晶表示装置用マイク
ロレンズ基板を提供しようとするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討を行い、本発明に至ったものであ
る。すなわち、本発明の請求項１においては、透明基板
上に少なくとも、複数のマイクロレンズと接着剤層と透
明薄板と電極パターンとが順次配設され、別途作成され
た所定の電極パターンを有する対向基板とで液晶物質を
挟持する液晶表示装置用マイクロレンズ基板において、
平面視で略四角形としたマイクロレンズを１画素領域当
たり１個配設し、かつ、各マイクロレンズの中心領域に
開口部を形成したことを特徴とする液晶表示装置用マイ
クロレンズ基板としたものである。

【００１７】かかる構成のマイクロレンズにおいては、
個々のマイクロレンズを、開口部を取り囲むように曲率
半径の小さな複数のマイクロレンズの集合体（連結体）
で形成することになり、マイクロレンズ基板の厚みを薄
くすることが可能となる。この点につき以下に説明す
る。図５は、従来のマイクロレンズ基板の一部位を模式
的に示す拡大図である。図５（ａ）は平面視での図面で
あり、マイクロレンズを平面視略正方形としている。ま
た、図５（ｂ）は図５（ａ）の短辺方向ｂにおける断面
形状を示している。

【００１８】上記マイクロレンズの底辺長をｘ、マイク
ロレンズの厚みをｄ、マイクロレンズの屈折率をｎ₁、
接着剤の屈折率をｎ₂とすると、マイクロレンズ43の焦
点距離ｆは、以下の（数１）の式で表せる。

【００１９】

【数１】

【００２０】例えば、図５のマイクロレンズにおいて、
マイクロレンズの底辺長ｘを２５μｍ、マイクロレンズ
の厚みｄを６μｍ、マイクロレンズの屈折率ｎ₁を１．
６０、接着剤の屈折率ｎ₂を１．４３とした場合、上記
の式よりマイクロレンズの焦点距離ｆは約１３５μｍと
なる。

【００２１】一方、図１は、本発明のマイクロレンズ基
板の一例の要部を模式的に示す拡大図である。ここで、
図１（ａ）は底面形状を略正方形としたマイクロレンズ
の平面図（例えば一辺の長さを２５μｍとした）を、ま
た、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ’線（上述した
図５（ａ）の短辺方向ｂに相当）における断面を示して
いる。図１（ｂ）において、マイクロレンズを構成する
曲率半径の小さなマイクロレンズの底辺長ｘを８μｍ、
屈折率ｎ₁を１．６０、接着剤の屈折率ｎ₂を１．４３
とすると、上述した従来のマイクロレンズと同じ焦点距
離ｆ（約１３５μｍ）を得るには、マイクロレンズの厚
みｄは約０．５μｍとなる。すなわち、本発明のマイク
ロレンズ基板においては、マイクロレンズの厚みを薄く
でき、従来のマイクロレンズ基板より薄板化が可能とな
る。

【００２２】また、高屈折率のレンズ材および、低屈折
率の接着剤が高価であることから、マイクロレンズ基板
の生産コストを下げるため、低価格で屈折率の低いレン
ズ材（例えば屈折率１．５８）および、低価格で屈折率
の高い接着剤（例えば屈折率１．４８）を用いたとす
る。この場合でも、上述した従来のマイクロレンズと同
じ焦点距離ｆ（約１３５μｍ）を得るには、図１のマイ
クロレンズの底辺長ｘを８μｍと同じとした場合、マイ
クロレンズの厚みｄは約０．９μｍですみ、上述した従
来のマイクロレンズ基板よりも薄板化とすることができ
る。

【００２３】すなわち、本発明においては、マイクロレ
ンズの厚みを薄くでき、マイクロレンズ基板の板厚を薄
くできるため、所望される集光性を得るためのマイクロ
レンズの曲率設定が容易となる。このため、マイクロレ
ンズを有機系樹脂で形成しても、マイクロレンズの厚み
が薄いため光源からの入射光によるマイクロレンズの劣
化が少なくなり、耐光性が向上した液晶パネルが得られ
ることとなり、ひいては信頼性の優れた液晶表示装置を
得ることができる。また、本発明に係わるマイクロレン
ズで集光された光はブラックマトリクスの遮光部で遮ら
れることが無くなるため、集光性の低下の無い集光効率
に優れたマイクロレンズ基板が得られ、明るい画像表示
を得ることができる。

【００２４】さらにまた、レンズ材および、接着剤の材
質も低価格なものを用いても（すなわち、レンズ材と接
着剤の屈折率差を小さくしても）集光性に優れたマイク
ロレンズ基板とすることが可能となり、生産コストを低
くすることができる。

【００２５】次いで、請求項２においては、図１に示す
ように、マイクロレンズの中心領域に設けた開口部６の
大きさを、対向するブラックマトリクス７の開口８の大
きさより小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の
液晶表示装置用マイクロレンズ基板としたものである。

【００２６】液晶プロジェクションに用いる光学系で
は、一般的に±６°程度の入射角度にて光を液晶パネル
に入射させている。その理由として、光源（ランプ）に
メタルハライドランプを用いることが多く、このランプ
の特性として平行光が得にくいためである。なお、コン
デンサーレンズ等の工夫により液晶パネルへの入射光を
平行光に近づけることも可能であるが、その場合コンデ
ンサーレンズ等の精度を上げねばならず、非常に高価な
ものとなる。

【００２７】上述したように、マイクロレンズの中心領
域に設けた開口部の大きさを、対向するブラックマトリ
クスの開口の大きさより小さくすることで、マイクロレ
ンズの開口部に入射する光が斜め光であっても、入射光
はマイクロレンズで屈折され対向するブラックマトリク
スの開口に導かれることとなる。さらに、画素領域のエ
ッジ（縁）部に沿って形成された平面視略四角形状のマ
イクロレンズの頂点（角部および辺部）が、画素領域内
（ブラックマトリクスの遮光部領域）に配置されること
で、従来はブラックマトリクスの遮光部で遮光されてい
た光を、図３に示すように、マイクロレンズの頂点（平
面視での角部および辺部）で集光し、ブラックマトリク
ス７の開口８に導くことが可能となる。

【００２８】次いで、請求項３においては、マイクロレ
ンズが平面視略四角形状（例えば、正方形状または矩形
状）の場合に、中心部に設ける開口部６の形状を具体化
したものである。例えば、図１（ａ）に示すようにマク
ロレンズを平面視で正方形状とした場合、対角方向ａに
おけるマイクロレンズの角部から開口部までの距離をＡ
とし、また、マイクロレンズの中心方向（短辺方向ｂ）
に向かいマイクロレンズの各辺の中点から開口部までの
距離をＢとしたとき、（Ａ≦Ｂ）となるよう開口部を形
成することを特徴とするものである。かかる形状のマイ
クロレンズとすることで、マイクロレンズの対角方向の
距離Ａとマイクロレンズの中心方向に向かいマイクロレ
ンズの各辺の中点から開口部までの距離Ｂとの差が縮ま
り、レンズ部位による収差の異なりを最小に抑えること
ができる。すなわち、レンズのコーナー部における集光
性が損なわれない、光の利用効率の高いマイクロレンズ
基板を提供することができる。

【００２９】なお、マイクロレンズ上に形成する接着
剤、および、接着剤を介して設ける透明薄板の厚さは、
マイクロレンズのピッチや液晶プロジェクションの光学
系（基板に入射する光の角度、マイクロレンズが取り込
める光の角度等）、マイクロレンズの焦点距離等から求
められ、必要に応じ適宜設定するものである。

【００３０】上述したように、マイクロレンズの集光性
は、マイクロレンズの曲率および、マイクロレンズの屈
折率と接着剤の屈折率との差により決定される。ここ
で、使用するマイクロレンズの屈折率をｎ₁とし、ま
た、接着剤の屈折率をｎ₂としたとき、ｎ₁＜ｎ₂の場
合はマイクロレンズの断面形状を図６に示すように、凹
型とし、逆にｎ₁＞ｎ₂の場合はマイクロレンズの断面
形状を図１に示すように、凸型とするものである。

【００３１】次いで、本発明に係わるマイクロレンズの
形成方法としては、前述した（従来の技術）の項に記し
た各形成方法が適用でき適宜選択した構わないといえ、
ガラス拡散法、ウェットエッチング法、ガラスドライエ
ッチング法等のガラス基板を加工してマイクロレンズを
形成する方法も適用可能である。確かに、ガラス基板を
加工して、ガラスにてマイクロレンズを形成すれば、有
機系樹脂でマイクロレンズを形成するよりも耐光性に優
れたマイクロレンズ基板とすることができる。しかし、
ガラス基板を加工してマイクロレンズを形成する方法
は、高価なガラスエッチング装置を必要とし、また、ガ
ラスエッチング技術も高度な技術を必要とするため、製
造コストが高くなるものである。このため、マイクロレ
ンズの素材に有機系樹脂を用いる熱フロー法やスタンパ
法等のマイクロレンズを安価に形成できる方法が好まし
い。すなわち、請求項４においては、マイクロレンズを
有機系樹脂で構成することを特徴とする液晶表示装置用
マイクロレンズ基板としたものである。

【００３２】また一般的に、光による有機系樹脂の着色
等の経時変化は、膜厚の２乗に比例して生じやすくなる
といえる。このため有機系樹脂で形成されたマイクロレ
ンズの経時変化による劣化を防止するには、前述した
（従来の技術）の項に記したように、マイクロレンズの
厚みは薄いほうが望ましい。従来のマイクロレンズは厚
みが５〜１０μｍ程度で形成されている。このため、本
発明者らは、経時変化による劣化を防止するため、マイ
クロレンズの厚みを従来より薄くすることを提案する。
すなわち、請求項５においては、マイクロレンズの厚み
を４μｍ以下としたことを特徴とする液晶表示装置用マ
イクロレンズ基板としたものである。

【００３３】上述したように、本発明によれば、画素部
が四角形状（碁盤の目状）に配置されている場合であっ
ても、集光効果が高く、耐光性に優れた信頼性の高いマ
イクロレンズ基板を提供することが可能となる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態の例に
つき、説明を行う。

【００３５】透明基板２として日本電気硝子（株）製、
商品名「ネオセラムガラス」を用い、この透明基板２上
にマイクロレンズ母材であるジェイエスアール（ＪＳ
Ｒ）社製ポジ型レジスト、商品名「ＭＦＲ−３５２」
（粘度８０ｃｐ）を1800ｒｐｍにて60秒間の条件でスピ
ンコートした。次いで、透明基板２に90℃、３分間のプ
レベークを行った後、ニコン（株）製ステッパーにてレ
ジストにパターン露光を行った。

【００３６】次いで、ジェイエスアール（ＪＳＲ）社製
現像液、商品名「ＰＤ５２３ＡＤ」（１．２％液）を用
い透明基板２をディップ現像（液温23℃、現像時間約40
秒）した。現像後の透明基板２に十分な水洗洗浄を行っ
た後、リンサー乾燥を行った。

【００３７】次いで、主波長を 365nmとする紫外線光を
600mJ／cm²程度照射し、マイクロレンズ母材中の感光
性レジストの感光基を消去するブリーチング処理を施し
た。これにより光吸収の少ない透明なマイクロレンズと
することができる。

【００３８】次いで、ホットプレートにて透明基板２に
90℃から 190℃まで段階的に加熱を行い、図１に示すよ
うに、断面形状が凸型であり、中央部に開口部を有する
各マイクロレンズ３を得た。ちなみに本実施例では、23
μｍの画素間ピッチに対しマイクロレンズ３間のピッチ
を22.5μｍとしたものである。本実施例で形成したマイ
クロレンズ３の平面形状を図１（ａ）に、また、断面形
状を図１（ｂ）に示す。なお、図１（ｂ）の断面形状は
図１（ａ）のＸ−Ｘ’線における断面図である。平面視
略正方形のマイクロレンズ３の一辺の長さは22.5μｍ、
マイクロレンズの厚みは３μｍとした。また、対角方向
におけるマイクロレンズの角部から開口部までの距離Ａ
を 8μｍ、マイクロレンズの中心方向に向かいマイクロ
レンズの各辺の中点から開口部までの距離Ｂも 8μｍと
なるよう形成している。なお、本実施例で形成したマイ
クロレンズ３の透過率を測定したところ、波長 450nmに
おいて98％以上の透過率であった。

【００３９】上述した複数のマイクロレンズ３を透明基
板２上に形成後、接着剤４として紫外線硬化型接着剤
（アーデル社製、商品名「ＵＴ−２０」）を用い、上記
複数のマイクロレンズ３を形成した透明基板２上に板厚
約70μｍの薄板ガラス５を貼り合わせた。なお、接着剤
４の硬化には、主波長が 365nmの紫外線光を用い、 150
00mJ／cm²程度の照射を行った。

【００４０】次いで、貼り合わせた薄板ガラス５上に金
属クロムにてブラックマトリクス７（膜厚約1500Å）を
形成した。ブラックマトリクス７の各マイクロレンズ３
と対向する部位には各々開口８を形成しており、各開口
８の大きさは約16μｍ角とした。また、ブラックマトリ
クス７の開口率（開口８の占める割合）は約50％とし
た。ブラックマトリクス７の形成後、公知のスパッタリ
ング成膜によりＩＴＯ（酸化スズと酸化インジウムから
なる混合酸化物）からなる透明導電膜９を形成し、図１
および図２に示すマイクロレンズ基板１を得た。

【００４１】本実施例で得られたマイクロレンズ３の焦
点距離は約 100μｍであった。また、本実施例のマイク
ロレンズ基板１と、従来の基板（マイクロレンズを形成
することなく透明基板上にブラックマトリクスと透明導
電膜とを形成した基板）とに、同一のプロジェクション
光学系にて光照射（入射角10°、取り込み角14°）を行
い、各基板を透過した光の照度を測定したところ、本実
施例のマイクロレンズ基板１は、従来のマイクロレンズ
の無い基板の約１．７倍の照度が得られた。

【００４２】以上、本発明の実施形態の一例につき説明
したが、本発明の実施の形態は上述した説明および図面
に限定されるものではなく、マイクロレンズに形成する
開口部の平面形状を円形、六角形等としても構わない
等、本発明の趣旨に基づき種々の変形を行っても構わな
いことは言うまでもない。また、上述した説明では、ブ
ラックマトリクスをマイクロレンズ基板側に形成した
が、対向する基板側に設けることであっても構わない。
さらに、マイクロレンズ基板もしくは対向基板のいずれ
か一方にカラーフィルターを形成しても構わない。

【００４３】

【発明の効果】上述したように、マイクロレンズ基板を
構成するマイクロレンズの平面視形状を四角形とした場
合、コーナー部では集光性が弱かった。しかるに、本発
明のマイクロレンズ基板では、マイクロレンズの平面視
形状を四角形としても、従来は集光性の弱かったコーナ
ー部に入射した光であっても効率良くブラックマトリク
スの開口に導くことが可能となる。さらに、中央部に開
口部を設けたことでマイクロレンズの曲率半径を小さく
することができ、ひいてはレンズの厚みを薄くすること
ができる。これにより、接着剤を含めた樹脂厚を薄くす
ることができ、液晶表示装置の製造工程で加えられる熱
処理で生じる歪みを低減できる。また、マイクロレンズ
を有機系樹脂で形成してもレンズの厚みを薄くできるこ
とから、長時間光照射されマイクロレンズに着色が生じ
る等の劣化を防止した、耐光性の高いマイクロレンズ基
板を提供できる。さらにまた、レンズおよび接着剤の屈
折率差に幅を持たせても良好な集光性が得られるため、
安価で良質の材質を使用することが可能となりマイクロ
レンズ基板のコストを低減することができる。すなわ
ち、本発明は、集光性の低下のない光の利用効率が高
く、また、耐光性に優れた信頼性の高い液晶表示装置用
マイクロレンズ基板を安価に提供するものである。

【００４４】

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の液晶表示装置用マ
イクロレンズ基板に形成するマイクロレンズの一実施例
を示す説明図。

【図２】本発明の液晶表示装置用マイクロレンズ基板の
一実施例を示す断面説明図。

【図３】本発明の液晶表示装置用マイクロレンズ基板を
用いた液晶表示装置の一実施例の要部を示す拡大断面説
明図。

【図４】従来の液晶表示装置用マイクロレンズ基板に形
成したマイクロレンズの収差の相違の一例を示す説明
図。

【図５】（ａ）〜（ｂ）は、従来の液晶表示装置用マイ
クロレンズ基板に形成したマイクロレンズの一例を示す
説明図。

【図６】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の液晶表示装置用マ
イクロレンズ基板に形成するマイクロレンズの他の実施
例を示す説明図。

【図７】マイクロレンズの厚みの変化による集光角の変
化の一例を示す断面説明図。

【符号の説明】

１、41 マイクロレンズ基板２、42、72 透明基板３、43、73、83 マイクロレンズ４、44 接着剤５、45 薄板ガラス６開口部７、77 ブラックマトリクス８、78 開口９導電膜 10 対向基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に少なくとも、複数のマイクロ
レンズと接着剤層と透明薄板と電極パターンとが順次配
設され、別途作成された所定の電極パターンを有する対
向基板とで液晶物質を挟持する液晶表示装置用マイクロ
レンズ基板において、平面視で略四角形としたマイクロ
レンズを１画素領域当たり１個配設し、かつ、各マイク
ロレンズの中心領域に開口部を形成したことを特徴とす
る液晶表示装置用マイクロレンズ基板。
【請求項２】マイクロレンズの中心領域に設けた開口部
の大きさを、対向するブラックマトリクスの開口の大き
さより小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の液
晶表示装置用マイクロレンズ基板。
【請求項３】対角方向におけるマイクロレンズの角部か
ら開口部までの距離をＡ、また、マイクロレンズの中心
方向に向かいマイクロレンズの各辺の中点から開口部ま
での距離をＢとしたとき、（Ａ≦Ｂ）となるよう開口部
を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の
液晶表示装置用マイクロレンズ基板。
【請求項４】マイクロレンズを有機系樹脂で構成するこ
とを特徴とする請求項１、２または３に記載の液晶表示
装置用マイクロレンズ基板。
【請求項５】マイクロレンズの厚みを４μｍ以下とした
ことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の液
晶表示装置用マイクロレンズ基板。